JPS6276948A - ロ−カルネツトワ−ク内の自動レベル等化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導波路および星形光結合器を有するバスシ
ステムを備えた、特に多重計算機装置に対するローカル
ネットワーク内で、衝突認識の目的でこの星形光結合器
のすべての入力端において正規化されたレベルを設定す
るための自動レベル等化方法であって、伝達すべき情報
信号が電気光学的送信器により光信号に変換され、この
光信号が光導波路内へ入射結合され、光導波路を経て伝
達された光信号が電気光学的受信器により電気的利用信
号に変換され、またこの電気的利用信号から情報信号が
再現され、各節点、たとえば計算機に対してそれぞれ１
つの送信器が設けられており、この送信器から光導波路
内へ入射結合される、情報信号に関係する光パワーがデ
ィジタルステップで変更可能であり、各節点に対してそ
れぞれ利得制御なしの直流結合された増幅器から構成さ
れた１つの受信器が設けられており、この受信器が利用
信号を発生するための入力段と、利用信号から情報信号
を発生するための第１のコンパレータ段と、ディジタル
ステップで変更可能な参照電圧を供給され、利用信号の
レベルを走査して利用信号が参照電圧を超過するときに
衝突信号を発する第２のコンパレータ段とを有するよう
にしたローカルネットワークに対して用いられる自動レ
ベル等化方法に関する。

〔従来の技術〕

公知のローカルネットワークにおいて、計算機節点力月
つのバスシステム、たとえば星形光結合器を有する光バ
スシステムを介して互いに通信することが要求される。

バスアクセスは種々の方法により制御されるが、これら
の方法は２つの主グループ、すなわち衝突を排除する確
定論的方法、たとえばＴＭＤＡ　（時分割多重アクセス
）と、衝突を許容する確率論的方法、たとえばＣ３ＭＡ
／ＣＤ（キャリアセンス多重アクセス／衝突検出）とに
分類される。確率論的方法では、衝突をできるかぎり簡
単、確実かつ迅速に認識することに問題がある。衝突に
全く関与していない節点を含めてすべての節点が１つの
衝突を認識し得ることが不可欠である。

衝突認識は公知の技術によれば、情報比較、位相／伝播
時間比較またはレベル比較により行われ得る。

商品名’　Ｓ　Ｉ　ＥＬＯＧｎ　ｅ　ｔ’（Ｓ　ｉ　ｅ
ｍｅ　ｎ　５Ｌｏｋａｌｅｓ　　Ｎｅｔｚｗａｒｋ）で
知られているネットワークでは、計算機節点はたとえば
互いに１つの光バスシステムを介して通信する。光パス
システムはその構造および機能が“５ＩＥＬＯＧｎｅｔ
”の要求および目的に合わせられており、またそれらを
サポートしなければならない。

それによってのみ、構想された能力を完全に発揮し得る
論理的に同質の直線的な全システムが得られる。

この公知のローカルネットワークに対する光バスシステ
ムは１つの光伝送システムおよび１つのネットワークコ
ントローラ（Ｎ　Ｃ）から成っている。ネットワークコ
ントローラはなかんずく光伝送システムと１つのホスト
計算機との間のデータ転送の制御ならびにデータの編集
、並列／直列変換、コーディングおよびフォーマツティ
ングを行う。

光伝送システムは伝送回路、光ネットワークおよび送信
−受信モジュール（ローカルネットワークでは“トラン
シーバとして知られている）に分けられる。光ネットワ
ークは非集中的な、すなわち要求により制御される通信
の必要性を考慮に入れなければならない。さらに、作動
中断なしに計算機節点の数が増減されるネットワーク構
成の変更が可能でなければならない、光ネットワークは
星形光結合器（通過混合器）を有する光バスとして構成
される。トランシーバ機能は、なかんずくネットワーク
コントローラの直列データ信号の変調および光電気変換
器を行うバスインタフェース内で実現される。

利用し得る光伝送システムは設定可能な電気−光学的送
信器および直流結合された光学−電気的受信器により作
動する。たとえば信号、監視、コーディング、伝送速度
およびノイズイミユニティを顧慮して、伝送システムの
直流特性も光導波路（ＬＷＬ）の特別な利点、すなわち
電磁的擾乱に対して敏感でない、送信器と受信器との間
の電位分離が行われている、信号が放射されない、それ
により漏話が生じない、ファイバ接触ブロックに火花が
発生しない、大地ループが住しない、帯域幅が大きい、
また重量が軽いという利点も利用される。

光バスで使用される星形光結合器は通過混合器または反
射混合器であってよい。通過混合器では、水晶板片の一
方の端面にすべての入力端が、またその他方の端面にす
べての入力端が位置している。

反射混合器では混合器板片の一方の端面ば鏡面化されて
いる。混合器の入力および出力端はすべて板片の第２の
端面の上に置かれている。従って、この場合には板片は
幅を拡げられなければならず、また等しく良好な混合度
のために長さを長（されなければならない。鏡およびよ
り大きな板片のために損失は通過混合器の場合よりも大
きい。“５ＩＥＬＯＧｎｅｔ”に対しては通過混合器が
使用される。

混合器板片のなかでは論理バス機能が実現されている。

計算機節点から混合器板片の一方の入力端に到達した光
信号は均等にすべての出力端に分配される。−星形光結
合器を使用する際には、光バスの長さ方向の広がりが１
つの点に縮められている。送信線３１・・・Ｓｎおよび
受信線ｅ１・・・ｅｎは光バスへの供給線とみなされる
。従って、星形光結合器を有する光バスはトポロジー的
には星形として現れ、しかし論理的には真のバスである
（第１図参照）。

光バスを介して同時にただ２つのホスト計算機が互いに
通信し得る。すなわちホスト計算機の通信希望は同期化
されなければならない、以下に説明するパケット・オリ
エンティラドなデータ伝送では１つのパケットの伝送に
対して基本的に５つの公知の段階、すなわち接続形成、
データ伝送の開始、データ伝送、データ伝送の終了およ
び接続解除がある。

バスアクセスの際には接続形成にバス占有が、また接続
解除にバス開放が相当する。バスアクセスは冒頭に説明
した種々の方法により調節され得る。バスアクセス方法
に無関係に、そのつどのバス状態、ふさがりまたはあき
に一義的な物理的規範を配置することが重要である。光
導波路による伝送の場合には、持続光はバスのふさがり
を、また無光状態はバスのあきを意味する。

光伝送システムの直流特性によりデータ伝送に対してコ
ーディングおよび文字フォーマットが自由に選定され得
る。“５ＩＥＬＯＧｎｅｔ”に対してはたとえば非同期
文字フォーマットが決められている。データ伝送は、バ
スが占有されているときに初めて開始し得る。従って、
状態“バスふさがり”がデータ伝送に対する休止状態に
相当しなければならない。すなわち、文字フォーマット
に関しては持続光が“ストップ信号”に相当する。

データ伝送の開始はバス占有の後に最初に伝送すべき文
字のスタートビットによりマークされている。バス占有
から最初のスタートビットまでの時間は自由に選定可能
であり、またネットワークコントローラの送信器回路内
で決められる。このいったん決められた時間は受信器回
路により監視され、また評価される。直列／並列変換の
機能は、最初のスタートビットが監視時間内に到着する
ときにのみ開始される。こうして、監視時間よりも長い
可変の光パルスが、本来の受信機能を開始することなく
、信号目的で伝送され得る。

データ伝送の終了は新たなスタートビットの不生起によ
りマークされている。送信器回路が１つのパケットのす
べての文字を間隙なしの順序で送信することが前提とさ
れる。このことはデータチャネルの良好な利用のために
も不可欠である。１つのパケットの最後の文字の後に、
なお十分に長い“ストップ信号”がパケット終わりマー
クとし。

て生じなければならない、その後に初めてバスがレリー
ズされる。評価のためには、データ伝送の開始の評価の
ためにも利用される同一の時間ステップが使用される。

第２図には、光バスシステムに対する非同期伝送手順の
要求も伝送プロトコルの要求も満足するデータパケット
のブロックフレームが示されている。この決定は全光伝
送システムに過大な要求をする。“ブロック認識”、“
データ伝送”、“衝突認識”および“送信器信号”の各
機能が共通の構想として実現され得る。

衝突は確率論的バスアクセス方法では、２つまたはそれ
以上の計算機節点がほぼ同時に（システム伝播時間に関
係して）１つのデータパケットを送信するときに生ずる
。星形光結合器を有する光バスではデータパケットの衝
突は星形光結合器内で点ごとにのみ生ずる。なぜならば
、各計算機節点に各１つの固有の光導波路が送信および
受信のために対応付けられているからである（第１図）
。

衝突認識はレベル比較、位相および伝播時間比較または
情報比較により行われ得る。衝突認識のための方法はで
きるかぎりコーディングに無関係に、またより高いレベ
ルでの複雑なアルゴリズムを避けるためｌ５Ｏ（国際標
準化機構）の“ＩＳＯ層モデル”の物理的レベル上で実
現可能であるべきである。“５ＩＥＬＯ，Ｃｎｅｔ”に
対しては最も簡単かつ直線的な可能性としてレベル比較
による衝突認識が選択された。この方法は星形光結合器
を有する光バスに宿命的に定められている。

なぜならば、衝突は点ごとにのみ生じ得るし、また光レ
ベルは外部からの誘導作用によっても大地ループによっ
ても誤られないからである。

衝突が生ずると、相応の光レベルが星形光結合器内で加
わる。この混合信号は、（は突に関与していない計算機
節点をも含めて各計算機節点に到達する。この混合レベ
ルの評価により各計算機節点が、先ず１つの特別信号（
“ジャム信号”）が追加的に衝突に関与していない計算
機節点をも含めてすべての計算機節点に送信される必要
なしに、衝突を直接に認識する。１倍のレベルと２ない
しｎ倍のレベルとの間の識別が行われる。１倍のレベル
にくらべて２倍のレベルを一義的かつ確実に評価するた
めには、任意の送信器から出発する光レベルが特定の受
信器に対して等大に現れなければならない、この理由か
ら光伝送システムが等化されなければならない、それに
より光伝送システムの直流特性により和レベルが誤られ
ずに伝送され得る。直線性は少なくとも最大の１倍のレ
ベルの２倍の値まで必要である。

レベル評価を介しての衝突認識の構想は２つのデータパ
ケットの衝突の際に少なくともデータビットの継続時間
の間にレベル追加を、パケットの相互間の時間的関係お
よびデータ内容に無関係に必要とする。直列データ伝送
の際には本来の情報とならんで、受信器にビットフロー
の評価の際に位相関係を作ることを可能にする規範も伝
送されなければならない。このことは追加情報（たとえ
ばスタート−ストップビット、ＳＹＮ文字）またはコー
ドマニピユレーション（たとえばスクランブラ−、マン
チェスターコード）により達成され得る。すべての措置
に共通なことは、それらがサイクリックに繰り返されな
ければならないことである。位相関係はデータ伝送の全
継続時間の間維持されなければならない、繰り返しサイ
クルは個々の措置において異なる長さであり、またたと
えばマンチェスターコードでは１ビツト、スタート／ス
トップ法では１文字であり、スクランブラ−の使用の際
には選択された多項式に関係し、ＳＹＮ文字の使用の際
にはクロック発生器の安定性が決定的である。レベル追
加のためにサイクリックに繰り返す同期化措置のみを考
察すれば、パケットのデータ内容に無関係である。レベ
ル追加は、当該の同期化措置の繰り返しサイクルの長さ
を有する持続光パルスがデータパケットと重畳するとき
に常に生ずる。この原理は１００％の確率を有する衝突
認識を保証する。

各データパケットの前に相応の長さの持続光パルスが置
かれることは最も目的にかなっている。

この場合、レベル追加は衝突の開始と同時に生じ、従っ
て可能なかぎり早い時点で認識される。それは直前の決
定バスふさがり＝持続光と温和している０選択された非
同期の文字フォーマットに基づいて持続光パルスが１１
ビツト（約１文字）の長さを有するデータパケットの開
始時に決定される。

衝突の際に、ビットフローがストップビットのみから成
る場合、すなわちデータが“ＯＯＨ”である場合に備え
て、少な（とも１ビツトの長さのレベル追加が生ずる。

データパケットの終わりは２０ビツト（２文字）の持続
光によりマークされる。

１つの計算機節点からあきバスにおいてのみバスアクセ
ス（″キャリアセンス′機能）が行われ、またデータパ
ケットが光バス上の伝播時間よりも長いならば、データ
パケットの衝突はデータパケットの開始時またはその間
にのみ開始し得る。データパケットが光バス上の伝播時
間よりも短いならば、またはバスアクセスが随意的であ
れば、衝突はデータパケットの終了時にも開始し得る。

データパケットは持続光パルスにより挟まれているので
、衝突認識のために最も一般的な事例がカバーされなけ
ればならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、冒頭に記載した種類の方法であって、
公知の方法の前記の欠点が自動レベル等化により回避さ
れる方法を提供することである。

特に、本発明の目的は、個々の等化措置なしにシステム
変更および（または）システム拡張を行い得るように、
また経年変化または他の原因による構成部品の電気的お
よび（または）光学的特性の変化の際に作動の確実性が
影響され得ないように、冒頭に記載した種類の方法を改
良することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲第１項に
記載の方法により達成される。

本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２項以下に
あげられている。

〔実施例〕

以下、図面に示されている実施例により本発明を一層詳
細に説明する。

各受信器Ｅに対してシステム内の節点の各任意の送信器
Ｓが等大のレベルで現れるように、光伝送システムが等
化される。コネクタ移行個所と混合器板片における接着
個所とを含めて送信線の相異なる減衰が送信レベルの設
定により考慮に入れられる。さらに混合器板片の入力端
に正規化されたレベルが生じ、また各任意の送信器Ｓの
レベルはこの個所において等大である。受信線の減衰が
相異なるので、受信器已において、２ないしｎ倍のレベ
ルを認識するための参照しきいの個々の設定が必要とさ
れる（第３図参照）。

そのために、本発明によれば、ローカルネットワークに
対する必要なレベル等化の際にプロセスが基本段階、第
１の等化段階および第２の等化段階で下記のように展開
される。すなわち、基本段階ですべての節点に１・・・
Ｋｎ（第１図参照）内でそれぞれこれらの節点に個々に
対応付けられているレベル等化装置Ｐ１・・・Ｐｎが互
いに同期化され、第１の等化段階ですべてのレベル等化
装置Ｐ１・・・Ｐｎが同時に、参照電圧を最低の受信レ
ベルに設定するためのプロセスを実行し、それにより星
形光結合器の出力端からコンパレータ段の入力端子まで
の当該の節点の受信側の信号枝路のすべての減衰成分の
和が考慮に入れられており、また第２の等化段階ですべ
てのレベル等化装置Ｐ１・・・Ｐ。

が次々と固有の送信器の送信レベルを設定するためのプ
ロセスを、送り出された光パワーが固有の受信器におい
て最低として登録されている受信パワーに通ずるように
実行する。それにより送信電流源の出力端子から星形光
結合器の入力端までの当該の節点の送信側の信号枝路の
すべての減衰成分の和が考慮に入れられている。それに
よりローカルネットワーク内のｎ個の節点に１・・・Ｋ
ｎの各々の送信レベルがそれに対応付けられている星形
光結合器の入力端において当該の他の入力端におけるす
べての他の送信レベルと等しい値を有し、従ってローカ
ルネットワークの正常作動中に２つまたはそれ以上の節
点が同時に１つの情報信号を光バス内へ供給する場合に
は正規化された送信レベルの少なくとも２倍の値が生じ
、この値が節点にそれぞれ個々に対応付けられている衝
突コンパレータにより検出され、それにより衝突の状態
がすべての節点に１・・・Ｋｎにおいて認識され、また
それ自体は公知の衝突解消アルゴリズムが開始される。

従って、本発明によれば、等化過程は２つの段階で進行
する。第１の段階では、次々と計算機節点にの各送信器
Ｓがその最大送信レベルで現れる。

すべての受信器Ｅの参照しきいがそれぞれ最低のレベル
値に補正される。各受信器Ｅに対して個別の値が記憶さ
れる。この値は特定のシステム構成に対して最大可能な
動作レベルを示す。第２の段階では、次々と各送信器Ｓ
がスイッチオンされ、また送信レベルが、同一の計算機
節点にの付属の受信器Ｅにおいて第１の段階で記憶され
たレベル値が現れるまで下げられる。第２の段階の終了
時には、すべての送信器Ｓが、星形光結合器ＳＫの入力
端に正規化されたレベルが生ずるように設定されている
。この方法により、混合器板片の非対称性を除いてすべ
ての個別の減衰成分が等化され得る。非対称性は、光が
相異なる入力端から到来して、絶対的に均等にすべての
出力端に分かれないときに生ずる。送信器および参照し
きいの設定許容差に対して十分な余裕を残すように、非
対称性は２ｄＢ　（−係数１．６）よりも大きくてはな
らない。

システムの等化により受信器Ｅの必要なダイナミックレ
ンジが減少する。正規化されたレベルのゆえに受信器ダ
イナミックスは、約Ｏｋｍの導線長さを有する計算機節
点におよび１．５ｋｍの最大導線長さを有する他の計算
機節点が同時に接続されているとき、受信線の最大減衰
のみをカバーしなければならない、さらに、正規化され
たレベルは、ノイズマージンが反射にくらべてすべての
受信器Ｅに対して導線長さに無関係に等しいという利点
を与える。

光伝送システムを手作業で前記の方法に従って等化する
ことは、現実的と解される計算機節点にの数およびネッ
トワークの広がりではあまりにも費用がかさむであろう
。従って、本発明による自動化された等化過程が有利で
ある。自動的等化は種々の規範により開始され得る。た
とえば別の計算機節点Ｋが作動中にネットワークに接続
されかつ能動化され、または計算機の作動温度が１０゛
Ｃ以上変化し補償手段の節減がそれにより可能にされる
。開始は有利な仕方でサイクリックにたとえばそれぞれ
１５分ごとに行われ得る。

等化過程の継続中、光バス上の正常作動は中断されなけ
ればならない。各節点Ｋに到達する等化要求により自動
的等化が開始される。等化要求は相応の内容を有する正
規なデータパケットまたは特別信号であってよい。新た
に追加すべき節点にはまだレベル調節されておらず、ま
た、起こりうる衝突が確実に認識されないので、まだデ
ータパケットを送信し得ない。ネットワーク内で節点に
の等化希望が常に特別信号により光バス上に信号化され
ることは有利である。

本発明の有利な実施態様によれば、少なくとも１つの節
点、たとえばに、内にレベル等化に対する規範が生じて
いる場合に、この節点に１が電気光学的送信器Ｓｌによ
り等化要求信号よりも長（利用データフローのパルスか
ら識別可能な比較的長い光パルスをバスシステム内へ供
給し、他の各々の節点に２・・・Ｋｎに正常作動状態を
中断しかつ等化状態に入り、従ってまたこれらの節点に
２・・・Ｋｎにおいて、またそれ自体において基本段階
を開始することを要求する。基本段階ではすべての節点
■（１・・・Ｋｎ内でディジタルに設定可能な送信レベ
ルおよびディジタルに設定可能な参照電圧がそれらのそ
のつどの最大値に設定される。すべての節点に１・・・
Ｋｎ内で、カウントアルゴリズムに予定されておりタイ
ミング要素により制御される自走カウンタおよびこのタ
イミング要素が零にセットされる。等化要求信号の終了
により基本段階が終了され、また同期してすべての節点
に１・・・Ｋ。において第１の等化段階が開始し、第１
の等化段階ではカウンタの自走カウントが開始され、こ
の第１の等化段階で各存在する節点に１・・・Ｋｎがそ
れに個々に割り当てられている節点番号に関係して、ま
たこの節点番号に相応するカウンタのカウント状態にお
いて、すなわちカウント状態および節点番号の一致の際
に、その最大送信レベルを時間的にすべての他の節点の
光パルスから隔てて光バスシステムを介してすべての他
の節点に等化パルスとして提供する。等化パルスの到着
により自走カウントが中断され、またタイミング要素が
リセットされる。パルス継続時間の開に、等化パルスを
送信する節点を含めてすべての節点において同時に参照
電圧がそれぞれ最低の個々に異なる受信レベルに設定さ
れる０等化パルスの終了により自走カウントが再開され
、節点に１・・・Ｋｎの各々のなかに、好ましくは星形
光結合器ＳＫの入力／出力端の数に等しい最大可能な節
点数に関する固定情報が記憶される。カウント状態と各
節点に１・・・Ｋｎ内のこの情報との一致の際に１つの
規範が生じ、それにより第１の等化段階が終了され、ま
た第２の等化段階が開始され、第２の等化段階ではカウ
ンタおよびタイミング要素に対する制御過程が第１の等
化段階と同様に進行し、等化パルスの間に固有の送信レ
ベルが、等化パルスを送信する節点、たとえばに２の受
信レベルがその個々に記憶されている参照電圧に等しく
なるように、第１の等化段階で個々に記憶された弁明電
圧の値に合わせられる。第２の等化段階が第１の等化段
階と同一の仕方で終了され、またこの時点ですべての節
点に１・・・Ｋｎが等化状態から正常作動伏態へ戻され
る。

特別信号は２０ビツトの最小長さを有する持続光パルス
として決定され、またそれにより各計算機節点Ｋにおい
て確実に、すなわち任意のレベルのデータ信号と重畳す
るか否かに無関係に認識される。特別信号のレベルはデ
ータ信号によりポジションごとにのみ上昇し得るが、減
少はし得ない（第６図参照）。

計算機節点にの等化希望はバスアクセスプロトコルの調
節の後に送信される。高い正規化レベルを有する作動中
のシステムが遠く離された節点だけ拡張されるならば、
等化希望の送信の際に、特別信号の低いレベルのゆえに
確実に認識されない衝突が起こり得る。等化希望の認識
の前の最後のデータパケットとしてデータパケットを送
信した計算機節点がこの送信を確実性のために等化過程
の後に繰り返すことは有利である。すべての計算機節点
は、認識された等化希望の前に受信された最後のデータ
パケットを拒否する。規範“等化希望°に追加的に意味
“衝突′が対応付けられる。

等化過程は先ず特別信号の終了により開始される。特別
信号は、等化過程に対する開始条件を変更することなく
、時間的に任意に重なってよく、またレベルが任意に重
畳してよい。しかし、実際には、計算機節点がまさに他
の節点の等化希望を認識したならば、計算機節点は等化
希望を発しない。特別信号は最大、光バスのシステムＸ
！！延時間および計算機節点内の認識および反応時間だ
け重畳する。特別信号の許容重畳は、特別信号の正常長
さがファームウェアに対して十分でない場合に、正常作
動から等化へ切換えるために有利に利用され得る。この
ような場合には当該の節点が等化希望の認識の後に、等
化への切換を実行し終わるまで、それ自体で持続光を送
信し得る。

前記の等化アルゴリズムは好ましくは各節点に１・・・
Ｋｎ内に個々にファームウェアの形態で実現されている
。必要な操作要素、ディジタル−アナログ変換器Ｄ／Ａ
メモリならびに逐次近似レジスタＳＡＲは前記のバスイ
ンタフェースの部分である（第７図参照）。

これらのユニットは、ネットワークコントローラ内で実
行されているソフトウェア−ルーチンにより制御される
。等化希望とならんで別の持続光パルスが衝突認識のた
めの参照しきいの追従のために、また正規化レベルに対
する送信レベルの設定のために送信されなければならな
い。すべての持続光パルスは好ましくは同一の長さで送
信される。１つの計算機節点において等化過程中に一連
の持続光パルス到着すると、それらのうちで最初のもの
は等化希望として、また他のすべてのものは測定パルス
として解釈され得る。自動等化の制御は３つのルーチン
“初期設定”、ｍ等化希望”および“等化”を介して行
われる。

ルーチン“初期設定”は、拡張されるネットワークに対
応している計算機節点において、または、ネットワーク
の新規構成にあたり節点番号が新たに与えられかつ（ま
たは）計算機節点の全数が変更されるならば、すべての
節点において、呼び出される。そのために、一方では最
低の受信されたレベルが探索され得るように、また他方
ではフルレベルにより送信され得るように、最初に節点
番号カウンタが０に、またレジスタＳＡＲが最高値にセ
ットされる０次いで、そのつどの物理的節点番号および
節点の全数に対する現在の値がスイッチ、ＰＲＯＭまた
はホスト計算機により引き受けられる。

ルーチン“等化希望”は、たとえば第１の持続光パルス
を発生するタイマーモジュールを始動させる。このパル
スはハードウェアにより発生されなければならない。な
ぜならば、同一の節点がこのパルスをそれ自体でソフト
ウェアにより制御される際にも受信し、また等化希望と
して解釈しなければならないからである。それにより各
任意の節点または多くの節点が同時に等化希望を表し得
る。

ルーチン“等化”は、カウンタアルゴリズムにより制御
信号“追従′　（第１段階）、“送信器設定”　（第２
段階）および“パルス送信”に対する規範を求める。す
べての節点が光パルスをカウントする。カウンタ状態が
１つの節点の物理的アドレスの値に到達すると直ちに、
この節点がその光パルスを送信する。各光パルスの終了
によりすべての節点内で監視時間が新たに開始され、こ
の監視時間が、次に高い節点番号を有する節点が欠落ま
たは不存在であれば、すべての節点内で進行する。多く
の節点が次々と欠落していれば、監視時間の連鎖により
継続カウントが行われる（第８図参照）、ルーチン“等
化”は受信された光パルスの開始によっても経過された
監視時間によってもトリガされる。第５図には完全な等
化過程が示されている。５つの可能な節点を有する１つ
のネットワーク内に節点Ｎｏ、３およびＮｏ、４が存在
している（能動化されている）。

第４図には、前記のように、バスインタフェースのブロ
ック回路図が示されている。ネットワークコントローラ
から到来した直列送信データは変調器を経て、またドラ
イバにより増幅されて発光ダイオードＬＥＤに到達する
。発光ダイオードＬＥＤは電気パルスを光パルスに変換
し、またその光パルスを光バスの光導波路に供給する。

光バスから到来した光パルスはアバランシェ−ホトダイ
オードＡＰＤにより再び電気パルスに変換され、増幅さ
れ、また復調器により復調される。

こうして得られた受信データは以後の処理のためにネッ
トワークコントローラに与えられる。変調器は、等化過
程に従って設定された個別の参照しきいが超過されると
直ちに、衝突信号をも供給する。自動等化の際の評価さ
れた持続光パルスは信号線“等化”、すなわち復調器の
第３の出力端に現れる。導線“設定”および１追従”を
経てネットワークコントローラが自動等化を制御する。

正常作動中は、これらの導線は双方とも非能動的である
。この状態でどれか１つの計算機節点が等化希望（持続
光パルス）を送信すると、導線“等化”と等化回路との
接続によりレジスタＳＡＲが最高値にセットされる。そ
の後にネットワークコントローラは、交互に当該の制御
導線を能動化する段階“追従”および“設定”のみを制
御しなければならない、ネットワークの始動の際に第１
・の等化過程をトリガするため、ネットワークコントロ
ーラは、等化回路を初期化しレジスタＳＡＲを最高値に
セントする可能性を有していなければならない。この場
合には両制御導線が同時に能動化される。導線“送信デ
ータ”と等化回路との接続により等化回路が、いつ固有
の持続光パルスが送信されるかを認畠轟し得る。この場
合にのみ当該の送信器が設定され得る。等化回路には増
幅された受信信号も提供される。等化回路は衝突認識の
参照しきいに対するアナログ値をｆｆｉ　８１ｍ器に、
また送信レベルのディジタル値を変調器に供給する。

バスインタフェース内の自動等化用の等化回路は等化ア
ルゴリズムの両段階に相応して、送信レベルの設定のた
めのＤ／Ａ変換器および衝突コンパレータＫに対する参
照しきいの追従のためのＤ／Ａ変換器から成っている０
両Ｄ／Ａ変換器はレジスタＳＡＲにより設定される。必
要な制御ソフトウェアはＰＬＡモジュール（プログラム
可能論理アレイ）内に含まれている。入力量“設定”、
“追従゛、“送信データ”および“等化”に相応して制
御部が当該のレジスタＳＡＲを始動させ、またそれにレ
ベル比較器Ｐの現在の値を与える。

送信レベルの設定のためのＤ／Ａ変換器は好ましくはデ
ィスクリートにＲ／２Ｒ回路網およびオーブン−コレク
ターゲートから構成されている。

付属のＳＡＲモジュールは、送信データに関係してＬＥ
Ｄを所望の強度に励起させるＲ／２Ｒ回路網の枝路を決
定する。その際にゲートは同時に迅速なパワードライバ
の機能を引き受ける。

受信器のダイナミックレンジは、利得制御が行われない
ので、作動電圧およびコンパレータの同相範囲により制
限されている。この制限は段階′追従”においてのみ作
用する。星形光結合器ＳＫの入力端における最も弱い送
信レベルは受信線の最低の減衰を有する受信器Ｅにおい
て最大、最高値として当該のＤ／Ａ変換器から発生され
得る信号レベルに到達し得る。この条件が満足されてい
ると゛きのみ、等化過程が正確に進行する。

本発明の１つの有利な実施例では、それぞれ１つの利用
データパケットが２つの長い光パルスにより挟まれてお
り、その際にこれらの光パルスが、生ずる衝突が確実に
認識されるように、使用されるコーディング形式に対し
て必要な利用情報に対する同期化過程の周期よりも長い
、　　　　　−他の有利な実施例では、等化要求信号の
パルス長さが、相異なる送信器信号を等化要求信号に追
加して伝送するため変更される。

等化要求信号のパルス長さが等化パルス長さに等しいこ
とは有利である。

従って、本発明の他の実施例では、節点番号と最大節点
数に関する情報とがローカルネットワークの始動段階で
、または新たに付加すべき節点に対する変更措置の際に
、節点の各々に個々にたとえば保守チャネルを介して入
力される。それに対して代替的な本発明の実施例では、
節点番号と最大節点数に関する情報との双方または一方
が作動中のローカルネットワークにおいて各任意の節点
からの利用データパケットにより節点の各々のなかで変
更され得る。

最後に、本発明の他の実施例では、ローカルネットワー
クの各節点内に現在のネット構成、すなわち最大の節点
数およびこの範囲内で節点に与えられる節点番号が各節
点に対して呼び出し可能に記憶されている。

【図面の簡単な説明】

第１図はｎ個の節点および１つの共通の星形光結合器を
有する光バスシステムをブロック回路図の形態で示す概
要図、第２図は光バスを介して伝送すべきデータパケッ
トのブロックフレームの概要図、第３図はレベル評価に
よるいわゆる衝突認識の説明図、第４図は節点に使用す
べきバスインタフェースのブロック回路図、第５図は１
つの等化過程の間に生ずる信号の信号ダイアグラム、第
６図ａ）〜Ｃ）は光バス上の送信器信号“等化”の認識
に関する種々のダイアグラム、第７図は第４図によるバ
スインタフェースの好ましい実施例の原理図、第８図は
本発明の方法による光レベルの等化の２つのフローダイ
アダラムまたは機能進行図である。 Ｋ１〜Ｋｎ・・・節点、Ｐ１〜Ｐｎ・・・レベル等化装
置、Ｓｌ−Ｓｎ・・・送信器、Ｅ１〜Ｅｎ・・・受信器
、Ｓ１〜ｓｎ・・・送信線、ｅ　１　＝　ｅ　ｎ・・・
受信線、ＳＫ・・・星形光結合器、ＬＥＤ・・・発光ダ
イオード、Ｄ／Ａ・・・ディジタル−アナログ変換器、
ＳＡＲ・・・逐次近似レジスタ、ＰＬＡ・・・ＰＬＡモ
ジュール、Ｐ・・・レベルコンパレータ、Ｋ・・・衝突
コンパレータ、ＡＰＤ・・・アバランシェ−ホトダイオ
ード。 ７１、−１１、−４−一一、尤　　 ＩＧ　Ｉ Ｓ、　　　　　　　　　　ヒ。 ＦＩｏ　２ ＦＩｏ３ １メ手ｒ４乙 ＦＩｏ　４ り仏アクと 玄ηヂ乙 Ｌ　Ｌ Ｉ０６ ヤヱ む

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光導波路および星形光結合器を有するバスシステム
   を備えたローカルネットワーク内で、衝突認識の目的で
   この星形光結合器のすべての入力端において正規化され
   たレベルを設定するための自動レベル等化方法であって
   、伝達すべき情報信号が電気光学的送信器により光信号
   に変換され、この光信号が光導波路内へ入射結合され、
   光導波路を経て伝達された光信号が電気光学的受信器に
   より電気的利用信号に変換され、またこの電気的利用信
   号から情報信号が再現され、各節点に対してそれぞれ１
   つの送信器が設けられており、この送信器から光導波路
   内へ入射結合される、情報信号に関係する光パワーがデ
   ィジタルステップで変更可能であり、各節点に対してそ
   れぞれ利得制御なしの直流結合された増幅器から構成さ
   れた１つの受信器が設けられており、この受信器が利用
   信号を発生するための入力段と、利用信号から情報信号
   を発生するための第１のコンパレータ段と、ディジタル
   ステップで変更可能な参照電圧を供給され、利用信号の
   レベルを走査して利用信号が参照電圧を超過するときに
   衝突信号を発する第２のコンパレータ段とを有するよう
   にしたローカルネットワークに対して用いられる自動レ
   ベル等化方法において、 ローカルネットワークに対する必要なレベル等化の際に
   １つのプロセスが基本段階、第１の等化段階および第２
   の等化段階で下記のように展開されること、すなわち、
   基本段階ですべての節点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿ｎ）内でそ
   れぞれこれらの節点に個々に対応付けられているレベル
   等化装置（Ｐ＿１・・・Ｐ＿ｎ）が互いに同期化され、
   第１の等化段階ですべてのレベル等化装置（Ｐ＿１・・
   ・Ｐ＿ｎ）が同時に、参照電圧を最低の受信レベルに設
   定するためのプロセスを実行し、それにより星形光結合
   器の出力端からコンパレータ段の入力端子までの当該の
   節点の受信側の信号枝路のすべての減衰成分の和が考慮
   に入れられており、また第２の等化段階ですべてのレベ
   ル等化装置（Ｐ＿１・・・Ｐ＿ｎ）が次々と固有の送信
   器の送信レベルを設定するためのプロセスを、送り出さ
   れた光パワーが固有の受信器において最低として登録さ
   れている受信パワーに通ずるように実行し、それにより
   送信電流源の出力端子から星形光結合器の入力端までの
   当該の節点の送信側の信号枝路のすべての減衰成分の和
   が考慮に入れられており、それによりローカルネットワ
   ーク内のｎ個の節点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿ｎ）の各々の送
   信レベルがそれに対応付けられている星形光結合器の入
   力端において当該の他の入力端におけるすべての他の送
   信レベルと等しい値を有し、従ってローカルネットワー
   クの正常作動中に２つまたはそれ以上の節点（Ｋ）が同
   時に１つの情報信号を光バス内へ供給する場合には正規
   化された送信レベルの少なくとも２倍の値が生じ、この
   値が節点にそれぞれ個々に対応付けられている衝突コン
   パレータにより検出され、それにより１つの衝突の状態
   がすべての節点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿ｎ）において認識さ
   れ、またそれ自体は公知の衝突解消アルゴリズムが開始
   されることを特徴とするローカルネットワーク内の自動
   レベル等化方法。 ２）少なくとも１つの節点（たとえばＫ＿１）内にレベ
   ル等化に対する規範が生じている場合に、この節点（Ｋ
   ＿１）が電気光学的送信器（Ｓ＿１）により等化要求信
   号よりも長く利用データフローのパルスから識別可能な
   光パルスをバスシステム内へ供給し、他の各々の節点（
   Ｋ＿２・・・Ｋ＿ｎ）に正常作動状態を中断しかつ等化
   状態に入り、従ってまたこれらの節点（Ｋ＿２・・・Ｋ
   ＿ｎ）において、またそれ自体において基本段階を開始
   することを要求し、基本段階ではすべての節点（Ｋ＿１
   ・・・Ｋ＿ｎ）内でディジタルに設定可能な送信レベル
   およびディジタルに設定可能な参照電圧がそれらのその
   つどの最大値に設定され、すべての節点（Ｋ＿１・・・
   Ｋ＿ｎ）内で、カウントアルゴリズムに予定されており
   タイミング要素により制御される自走カウンタおよびこ
   のタイミング要素が零にセットされ、等化要求信号の終
   了により基本段階が終了され、また同期してすべての節
   点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿ｎ）において第１の等化段階が開
   始し、第１の等化段階ではカウンタの自走カウントが開
   始され、この第１の等化段階で各存在する節点（Ｋ＿１
   ・・・Ｋ＿ｎ）がそれに個々に割り当てられている節点
   番号に関係して、またこの節点番号に相応するカウンタ
   のカウント状態において、すなわちカウント状態および
   節点番号の一致の際に、その最大送信レベルを時間的に
   すべての他の節点の光パルスから隔てて光バスシステム
   を介してすべての他の節点に等化パルスとして提供し、
   等化パルスの到着により自走カウントが中断され、また
   タイミング要素がリセットされ、パルス継続時間の間に
   、等化パルスを送信する節点を含めてすべての節点にお
   いて同時に参照電圧がそれぞれ最低の個々に異なる受信
   レベルに設定され、等化パルスの終了により自走カウン
   トが再開され、節点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿ｎ）の各々のな
   かに、好ましくは星形光結合器（ＳＫ）の入力／出力端
   の数に等しい最大可能な節点数に関する固定情報が記憶
   されており、カウント状態と各節点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿
   ｎ）内のこの情報との一致の際に１つの規範が生じ、そ
   れにより第１の等化段階が終了され、また第２の等化段
   階が開始され、第２の等化段階ではカウンタおよびタイ
   ミング要素に対する制御過程が第１の等化段階と同様に
   進行し、等化パルスの間に固有の送信レベルが、等化パ
   ルスを送信する節点（たとえばＫ＿２）の受信レベルが
   その個々に記憶されている参照電圧に等しくなるように
   、第１の等化段階で個々に記憶された参照電圧の値に合
   わせられ、第２の等化段階が第１の等化段階と同一の仕
   方で終了され、またこの時点ですべての節点（Ｋ＿１・
   ・・Ｋ＿ｎ）が等化状態から正常作動状態へ戻されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）それぞれ１つの利用データパケットが２つの長い光
   パルスにより挟まれており、その際にこれらの光パルス
   が、生ずる衝突が確実に認識されるように、使用される
   コーディング形式に対して必要な利用情報に対する同期
   化過程の周期よりも長いことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ４）等化要求信号のパルス長さが、相異なる送信器信号
   を等化要求信号に追加して伝送するため変更されること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５）等化要求信号のパルス長さが等化パルス長さに等し
   いことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ６）等化過程に必要なアルゴリズムが個々に節点（Ｋ＿
   １・・・Ｋ＿ｎ）の各々のなかにファームウェアの形態
   で実現されていることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の方法。 ７）節点番号と最大節点数に関する情報とがローカルネ
   ットワークの始動段階で、または新たに付加すべき節点
   （Ｋ＿ｎ＿＋＿１）に対する変更措置の際に、節点の各
   々に個々にたとえば保守チャネルを介して入力されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ８）節点番号と最大節点数に関する情報との双方または
   一方が作動中のローカルネットワークにおいて各任意の
   節点からの利用データパケットにより節点の各々のなか
   で変更され得ることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ９）ローカルネットワークの各節点（Ｋ＿１・・・Ｋ＿
   ｎ）内に現在のネット構成、すなわち最大の節点数およ
   びこの範囲内で節点に与えられる節点番号が各節点に対
   して呼び出し可能に記憶されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の方法。